Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Физика, 10 сынып, презентация.

Бүкіләлемдік тартылыс заңы

.

Бір бірімізбен сөйлесіп тұрғанда арамыздағы тартылысты неге сезбейміз?

Адам неге құс сияқты ұшып кетпейді?

Проблемалық жағдай

Гравитациялық өріс.

Өріс теориясының элементтері

Кеплер заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы.

Ауырлық күші және салмақ. Салмақсыздық.

Тартылыс өрісі мен оның кернеулігі.

Тартылыс өрісіндегі жұмыс. Тартылыс өрісіндегі потенциал.

Космостық жылдамдықтар.

Инерциалды емес санақ жүйесі. Инерция күштері.

Кеплер заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Әрбір планета, бір фокусында Күн орналасқан эллипс бойымен қозғалады.

Планетаның радиус-векторы бірдей уақыт аралықтарында бірдей аудандарды сызады.

Планеталардың Күнді айналу периодтарының квадраттарының қатынасы олардың орбиталарының үлкен жарты осьтерінің кубтарының қатысына тең.

Бүкіләлемдік тартылыс заңы : Кез-келген екі материалдық нүктелердің арасында олардың массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал, ал арақашықтықтарының квадраттарына кері пропорционал өзара тартылыс күші әсер етеді:

Көптеген жылдар бойы планеталардың Күнді және Айдың Жерді айнала қозғалысысын зерттей отырып, XVII ғасырдың басында Ньютон анықтап, планеталар қозғалысының заңдары негізінде ашылған бүкіләлемдіек тартылыс заңы былай тұжырымдалады:

Кез келген екі дене бір-біріне массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және арақашықтықтарының квадратына кері пропорционал күшпен тартылады.

Бүкіл әлемдік тартылыс күші

Әдетте, физикалық денелер материялық нүкте ретінде қарастыра алмайды. Алайда күштің түсу нүктесі бәрібір біреу және ол нақты болуы тиіс. Гравитациялық күш әрқашан ауырлық центріне түсіріледі.

Денелер арасындағы гравитациялық күш

G-ның мәні кест

6,6720·10-11 Н·м2/кг2, яғни массалары 1кг екі бірдей дене 1м қашықтықта біріне-бірі 6,6720·10-11 Н күшпен әсерлесетінін көрсетеді. G-ның өте аз мәні гравитациялық әсердің денелердің массалары өте үлкен болғанда ғана көбірек болатынын көрсетеді.

Ауырлық күші және салмақ. Салмақсыздық

Жермен байланысқан санақ жүйесінде кез-келген массасы m денеге ауырлық күші әсер етеді.

Гравитациалық тұрақтылық

Кавендиш тәжірибесі

Гравитациялық әреттесу

Н – жіңішке жіп

L – екіметрлік өзекше

m – қорғасын шар(диаметрі 5см, массасы 775г)

M – қорғасын шар(диаметрі 20см, массасы 49,5кг)

r – үлкен және кіші шарлардың арақашықтығы

Иірілмелі таразы

Гравитациялық тұрақтылық

Гравитациялық тұрақтының сан мәнін, бүкіләлемдік тартылыс заңы ашылғаннан кейін жүз жыл өткен соң ғана 1798 ж. Алғаш рет Ньютонның отандасы Генри кавендиш зертханалық жағдайда анықтады.

Кавендиштің алған G мәні қазіргі кезде алынған мәнінен аз ғана ерекшеленеді. Екі ғасыр бұрынғы техниканың даму деңгейіне қарамастан бұл G мәнінің ХХІ ғасыр өлшеулерімен сәйкес келуі ғажап-ақ.

Жерден қашықтаған сайын Жердің тарту күші мен еркін түсу үдеуі Жер центріне дейінгі ара қашықтықтың квадратына кері пропорционал өзгереді. 

Жерден қашықтап бара жатырған ғарыш кемесінің ішіндегі ғарышкерге әсер ететін тартылыс күшінің өзгеруі бейнеленген. Жерге жақын маңда ғарышкерге әсер ететін тарту күші 700 Н-ғатең деп алсақ.

1.1Жерден қашықтап бара жатырған ғарышкерге әсер ететін тарту күшінің өзгерісі.

Жерден қашықтап бара жатырған ғарышкерге әсер ететін тарту күшінің өзгерісі.

Еркін түсу үдеуі экваторда 9,780 м/с2, ал полюстерде 9,832 м/с2 болады. Бұл бір жағынан Жердің өз осінен айналуынан және екіншіден Жердің сығылуынан (Жердің экваторлық радиусы 6378 км, ал полярлық радиусы 6357 км). Еркін түсу үдеуінің мәнінің айырмашылығы аз болғандықтан есепті шешу кезінде оның мәнін 9,81 м/с2 деп алады.

Дененің салмағы деп Жерге тартылыс әсерінен дененің, оны еркін құламас үшін ұстап тұратын, тіреуге (немесе аспаға) түсіретін күшін айтады.

 ортаның кедергісі болмаган кездегі денелердің тусуі - еркін тусу деп аталады.

Еркін түсу үдеуі 9,8 м/с² –қа тең

Жер – Ай жүйесі

Айдың центрге тартқыш үдеуі

Екі үдеудің де мәнінің тең болуы заңның дұрыстығын көрсетті:

Дененің салмағы дене g-дан өзге үдеумен қозғалғанда ғана, яғни денеге ауырлық күшінен басқа күштер әсер еткенде байқалады.

Дененің тек ауырлық күші әсерінен қозғалысы кезіндегі күйін салмақсыздық деп аталады.

Ауырлық күші барлық уақытта әсер етеді, ал салмақ денеге ауырлық күшінен басқа күш әсер еткенде, дене g-дан басқа а үдеумен қозғалғанда ғана өзін көрсетеді.

Егер дене тыныштықта немесе түзу сызықты бірқалыпты қозғалса, онда

Егер дене ауырлық өрісінде кез келген траектория бойымен және кез келген бағытта еркін қозғалса, онда

Тартылыс өрісі мен оның кернеулігі

Гравитациялық өрісті денелер туғызады да, материяның өмір сүру формасы болып табылады.

тартылыс күшінің әсер етуі тартылыс өрісінің негізі қасиеті болып табылады.

Тартылыс өрісі кернеулігі бірлік массаға әсер ететін күшпен, ал бағыты сол күштің бағытымен анықталады. Кернеулік тартылыс өрісінің күштік сипаттамасы.

Егер өрістің барлық нүктелердегі кернеуліктері бірдей болса, онда тартылыс өрісі біртекті, және егер өрістің барлық нүктелеріндегі кернеулік векторлары қандай да бір инерциалды санақ жүйесіне қатысты қозғалмайтын А нүктесінде қиылысатын, түзулер бойымен бағытталса, онда өріс орталық деп аталады.

Өріске енгізілген кез келген денеге

Тартылыс өрісіндегі жұмыс. Тартылыс өрісінің потенциалы

Денені Жер бетінен dR қашықтыққа орын ауыстыру үшін жасалатын жұмыс:

– тартылыс өрісінің потенциалы – өрістің энергетикалық сипаттамасы

Потенциалдары тұрақты беттер

эквипотенциалдық деп аталады.

– өріс потенциалы мен кернеулігі арасындағы байланыс

Космостық жылдамдықтар

Бірінші космостық жылдамдық деп – дене Жердің айналасында дөңгелек орбитамен қозғала алуы, яғни Жердің жасанды серігіне айналу үшін берілетін минимал жылдамдық.

Екінші космостық жылдамдық деп дене жердің тартылысын жеңіп, Күннің серігіне айналуы, яғни оның Жердің тартылыс өрісіндегі орбитасы параболалық болуы үшін қажетті ең кіші жылдамдықты айтады.

Үшінші космостық жылдамдық деп Күннің тартылысын жеңіп, Күн жүйесін тастап кетуі үшін денеге берілетін жылдамдық.

Табиғаттағы көптеген құбылыстар бүкіләлемдік тартылыс заңымен түсіндіріледі

Күн жүйесіндегі ғаламшарлар қозғалысы

Жердің жасанды серігінің қозғалыстары

Баллистикалық зымырандардың ұшу траекториясы

Жерге жақын денелердің қозғалысы

Денелердің жерге құлауы

Тасу және қайту

Сарқырамалар

Қол сөмкесінің ауырлығы

Жер атмосферасының болуы т.б

Есеп шығаруға мысал:

Массасы 1 кг шар жерге қандай күшпен тартылады:Жердің массасы 61024кг, шардың массасы 1 кг, олардың центрлерінің ара қашықтығы жер радиусына 6,4106м-ге тең. Жер мен оның үстінде жатқан шардың арасындағы тартылыс күшін есептейміз:

№6

№6.23-бет

Жаңа сабақты бекіту сұрақтары:

Үйге тапсырма:

Баяндама дайындау

Бүкіләлемдік тартылыс заңы.